DE102007063981B3

DE102007063981B3 - Light emitting device

Info

Publication number: DE102007063981B3
Application number: DE102007063981.5A
Authority: DE
Inventors: Benjamin Claus Krummacher; Dr. Schindler Florian; Dr. Klein Markus
Original assignee: Pictiva Displays International Ltd
Current assignee: Pictiva Displays International Ltd
Priority date: 2007-12-12
Filing date: 2007-12-12
Publication date: 2021-11-11
Anticipated expiration: 2027-12-13

Abstract

Lichtemittierende Vorrichtung, umfassendeinen Träger (7) undeine Mehrzahl lichtemittierender Elemente (8),wobei der Träger (7)eine Mehrzahl von zueinander parallelen ersten Flächen (5) undeine Mehrzahl von zueinander parallelen zweiten Flächen (6), die geneigt zu den ersten Flächen (5) angeordnet sind,aufweist und wobei die lichtemittierenden Elemente (8) aufden ersten Flächen (5) angeordnet sind,wobei jedes der lichtemittierenden Elemente (8)- ein unabhängig vom Träger (7) funktionsfähiges Element ist und- ein Substrat und einen OLED-Schichtaufbau mit mindestens einer lichtemittierenden Schicht aufweist.A light emitting device comprising a substrate (7) and a plurality of light emitting elements (8), the substrate (7) having a plurality of mutually parallel first surfaces (5) and a plurality of mutually parallel second surfaces (6) inclined to the first surfaces ( 5) are arranged, and wherein the light-emitting elements (8) are arranged on the first surfaces (5), wherein each of the light-emitting elements (8) - is an independent of the carrier (7) functional element and - a substrate and an OLED- Has layer structure with at least one light-emitting layer.

Description

Die Erfindung betrifft lichtemittierende Vorrichtungen mit einer Mehrzahl lichtemittierender Elemente und lichtemittierender Schichten. Lichtemittierende Vorrichtungen, wie beispielsweise eine OLED (organic light emitting diode), weisen üblicherweise ein Lambertsches Abstrahlungsprofil auf. Für Beleuchtungszwecke ist jedoch meist ein davon abweichendes, gerichtetes Abstrahlungsprofil geeigneter.The invention relates to light-emitting devices having a plurality of light-emitting elements and light-emitting layers. Light-emitting devices, such as an OLED (organic light emitting diode), usually have a Lambertian radiation profile. For lighting purposes, however, a different, directional radiation profile is usually more suitable.

Die Druckschrift WO 2007/049213 A2 beschreibt ein lichtemittierendes Bauelement, bei dem Elektroden und organische Materialien auf einem Substrat mit einer nichtebenen Oberfläche abgeschieden werden.The pamphlet WO 2007/049213 A2 describes a light-emitting device in which electrodes and organic materials are deposited on a substrate with a non-planar surface.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine lichtemittierende Vorrichtung zu schaffen, deren Abstrahlungsprofil von dem eines Lambertschen Strahlers abweicht.The object of the invention is to create a light-emitting device whose radiation profile deviates from that of a Lambertian radiator.

Diese Aufgabe wird durch die lichtemittierenden Vorrichtungen gemäß dem Hauptanspruch gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.This object is achieved by the light-emitting devices according to the main claim. Advantageous configurations and developments are the subject of the dependent claims.

Eine lichtemittierende Vorrichtung gemäß eines nicht erfindungsgemäßen Aspekts umfasst eine lichtemittierende Schicht und eine Lichtaustrittsschicht. Dabei weist die Lichtaustrittsschicht eine Vielzahl von zueinander parallelen ersten Flächen auf, die geneigt zur lichtemittierende Schicht angeordnet sind. Die Lichtaustrittsschicht weist weiterhin eine Vielzahl von zueinander parallelen zweiten Flächen auf, die geneigt zur lichtemittierende Schicht und geneigt zu den ersten Flächen angeordnet sind. Die ersten Flächen sind transparent und die zweiten Flächen reflektierend für von der lichtemittierende Schicht emittiertes Licht.A light-emitting device according to an aspect not according to the invention comprises a light-emitting layer and a light exit layer. In this case, the light exit layer has a multiplicity of mutually parallel first surfaces which are arranged inclined to the light-emitting layer. The light exit layer furthermore has a multiplicity of second surfaces which are parallel to one another and which are arranged inclined to the light-emitting layer and inclined to the first surfaces. The first areas are transparent and the second areas are reflective for light emitted by the light-emitting layer.

In erster Näherung weisen planare Lichtaustrittsschichten ein Lambertsches Abstrahlungsprofil mit einer Hauptstrahlungsrichtung senkrecht zur Lichtaustrittsfläche auf. Erfindungsgemäß stellen nur die ersten Flächen Lichtaustrittsflächen dar, wodurch das Abstrahlungsprofil eine Hauptstrahlungsrichtung aufweist, die nicht senkrecht zur lichtemittierenden Schicht und damit nicht senkrecht zu der Ebene ist, in der die lichtemittierende Vorrichtung flächig ausgebildet ist. Bezüglich dieser Ebene weicht das Abstrahlungsprofil von dem eines Lambertschen Strahlers ab.As a first approximation, planar light exit layers have a Lambertian radiation profile with a main direction of radiation perpendicular to the light exit surface. According to the invention, only the first surfaces represent light exit surfaces, whereby the radiation profile has a main radiation direction that is not perpendicular to the light-emitting layer and thus not perpendicular to the plane in which the light-emitting device is flat. With regard to this plane, the radiation profile deviates from that of a Lambertian radiator.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung weist die lichtemittierende Schicht der lichtemittierenden Vorrichtung ein organisches Material auf. Auf organischen Materialien basierende lichtemittierende Schichten lassen sich großflächig herstellen und sind daher besonders gut für lichtemittierende Vorrichtungen, die als Flächenstrahler ausgebildet sind.In an advantageous embodiment, the light-emitting layer of the light-emitting device has an organic material. Light-emitting layers based on organic materials can be produced over a large area and are therefore particularly good for light-emitting devices that are designed as surface radiators.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der lichtemittierenden Vorrichtung weisen die ersten Flächen und die zweiten Flächen in jeder Richtung eine Ausdehnung auf, die größer als eine Wellenlänge des von der lichtemittierenden Schicht ausgestrahlten Lichts ist. In a further advantageous embodiment of the light-emitting device, the first surfaces and the second surfaces have an extent in each direction which is greater than a wavelength of the light emitted by the light-emitting layer.

Bevorzugt ist diese Ausdehnung jedoch kleiner als 1 mm und besonders bevorzugt kleiner als 100 µm.However, this dimension is preferably less than 1 mm and particularly preferably less than 100 μm.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der lichtemittierenden Vorrichtung ist eine von der lichtemittierenden Schicht abweisende Oberfläche der Lichtaustrittsschicht durch parallel angeordneten Prismen strukturiert, wobei die ersten Flächen und die zweiten Flächen durch Flächen der Prismen gebildet werden. Alternativ ist es auch möglich, eine von der lichtemittierenden Schicht abweisende Oberfläche der Lichtaustrittsschicht durch kegel- oder pyramiden- oder linsen- oder zylinderförmige Elemente zu strukturieren, wobei analog die ersten Flächen und die zweiten Flächen durch Flächen dieser Elemente gebildet werden.In a further advantageous embodiment of the light-emitting device, a surface of the light exit layer that is repellent from the light-emitting layer is structured by prisms arranged in parallel, the first surfaces and the second surfaces being formed by surfaces of the prisms. Alternatively, it is also possible to structure a surface of the light exit layer that is repellent from the light-emitting layer by means of conical, pyramidal, lenticular or cylindrical elements, the first surfaces and the second surfaces being formed analogously by surfaces of these elements.

Vorteilhafterweise kann die Lichtaustrittsschicht der lichtemittierenden Vorrichtung durch ein Substrat oder eine Passivierungsschicht gebildet werden.The light exit layer of the light-emitting device can advantageously be formed by a substrate or a passivation layer.

Eine lichtemittierende Vorrichtung gemäß des
Aspekts der Erfindung umfasst einen Träger und eine Mehrzahl lichtemittierender Elemente. Dabei weist der Träger eine Mehrzahl von zueinander parallelen ersten Flächen und eine Mehrzahl von zueinander parallelen zweiten Flächen, die geneigt zu den ersten Flächen angeordnet sind, auf. Die lichtemittierenden Elemente sind auf den ersten Flächen angeordnet. Erfindungsgemäß stellen somit nur die ersten Flächen lichtemittierende Flächen dar. Diese Flächen sind geneigt bezüglich der Ebene, in der die lichtemittierende Vorrichtung flächig ausgebildet ist. Dadurch weist das Abstrahlungsprofil eine Hauptstrahlungsrichtung auf, die nicht senkrecht zu der Ebene ist, in der die lichtemittierende Vorrichtung flächig ausgebildet ist. Bezüglich dieser Ebene weicht das Abstrahlungsprofil wie bei einer lichtemittierenden Vorrichtung gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung von dem eines Lambertschen Strahlers ab.A light emitting device according to
Aspect of the invention comprises a carrier and a plurality of light emitting elements. The carrier has a plurality of mutually parallel first surfaces and a plurality of mutually parallel second surfaces which are arranged inclined to the first surfaces. The light emitting elements are arranged on the first surfaces. According to the invention, only the first surfaces thus represent light-emitting surfaces. These surfaces are inclined with respect to the plane in which the light-emitting device is flat. As a result, the radiation profile has a main radiation direction that is not perpendicular to the plane in which the light-emitting device is flat. With regard to this plane, the radiation profile deviates from that of a Lambertian radiator, as in the case of a light-emitting device according to the first aspect of the invention.

Bevorzugt weisen lichtemittierenden Elemente eine OLED auf. Weiter ist bevorzugt, dass der Träger der lichtemittierenden Vorrichtung durch parallel angeordnete Prismen strukturiert ist, wobei die ersten Flächen und die zweiten Flächen durch Flächen der Prismen gebildet werden.Light-emitting elements preferably have an OLED. It is further preferred that the carrier of the light-emitting device is structured by prisms arranged in parallel, the first surfaces and the second surfaces being formed by surfaces of the prisms.

Eine lichtemittierende Vorrichtung gemäß eines weiteren nicht erfindungsgemäßen Aspekts umfasst ein Substrat und eine auf eine Oberfläche des Substrats aufgebrachte Schichtenfolge mit mindestens einer lichtemittierenden Schicht, wobei die Oberfläche des Substrats in einer lateralen Richtung periodisch höhenstrukturiert ist. Bei einer Vorrichtung gemäß diesem Aspekt der Erfindung übernimmt das höhenstrukturierte Substrat neben seiner Funktion als Substrat für eine lichtemittierende Schichtenfolge die Funktion oben genannten Trägers. Die lichtemittierende Vorrichtung weist somit eine lichtemittierende Fläche auf, die wie die Oberfläche des Substrats höhenstrukturiert ist. Die Höhenstrukturierung der Oberfläche kann so ausgeführt werden, dass Bereiche der Oberfläche geneigt zur Ebene der flächigen Ausdehnung der lichtemittierenden Vorrichtung sind. Entsprechend ergeben sich die Vorteile des zweiten Aspekts der Erfindung.A light-emitting device according to a further aspect not according to the invention comprises a substrate and a layer sequence with at least one light-emitting layer applied to a surface of the substrate, the surface of the substrate being periodically height-structured in a lateral direction. In a device according to this aspect of the invention, the height-structured substrate, in addition to its function as a substrate for a light-emitting layer sequence, takes on the function of the carrier mentioned above. The light-emitting device thus has a light-emitting surface which, like the surface of the substrate, is structured in height. The height structuring of the surface can be carried out in such a way that areas of the surface are inclined to the plane of the two-dimensional extent of the light-emitting device. The advantages of the second aspect of the invention result accordingly.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung weist die lichtemittierende Schicht ein organisches Material auf. In an advantageous embodiment, the light-emitting layer has an organic material.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der lichtemittierenden Vorrichtung ist die Höhenstrukturierung in der einen lateralen Richtung linear steigend und fallend und die Oberfläche des Substrats weist im Wesentlichen plane Flächen auf.In a further advantageous embodiment of the light-emitting device, the height structuring is linearly rising and falling in the one lateral direction and the surface of the substrate has essentially flat surfaces.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der lichtemittierenden Vorrichtung ist die Höhenstrukturierung in der einen lateralen Richtung nichtlinear steigend und/oder fallend und die Oberfläche des Substrats weist gebogene Flächen auf. Das Abstrahlungsprofil einer solchen lichtemittierenden Vorrichtung kann in weiten Grenzen eingestellt werden.In a further advantageous embodiment of the light-emitting device, the height structuring is non-linearly rising and / or falling in the one lateral direction and the surface of the substrate has curved surfaces. The radiation profile of such a light-emitting device can be adjusted within wide limits.

Bevorzugt kann das Substrat aus Kunststoff in einem Spritzgussverfahren hergestellt werden oder besteht aus Metall, das durch ein Prägeverfahren strukturiert ist.The substrate can preferably be produced from plastic in an injection molding process or consists of metal that is structured by an embossing process.

Eine lichtemittierende Vorrichtung gemäß eines weiteren nicht erfindungsgemäßen Aspekts umfasst eine lichtemittierende Schicht, die in einer lateralen Richtung abwechselnd angeordnete streifenförmige erste Bereiche und zweite Bereiche aufweist, wobei die ersten Bereiche und die zweiten Bereiche verschiedene Brechungszahlen haben. Bei einer solchen lichtemittierenden Vorrichtung führen Beugungseffekte zu einem Abstrahlprofil, das von dem eines Lambertschen Strahlers abweicht.A light-emitting device according to a further aspect not according to the invention comprises a light-emitting layer which has strip-shaped first regions and second regions arranged alternately in a lateral direction, the first regions and the second regions having different refractive indices. In such a light-emitting device, diffraction effects lead to an emission profile that deviates from that of a Lambertian radiator.

Bevorzugt ist dabei die Abmessung der ersten Bereiche und der zweiten Bereiche in der lateralen Richtung von der Größenordnung einer Wellenlänge des von der lichtemittierenden Schicht ausgestrahlten Lichtes. Besonders bevorzugt ist sie kleiner als das 5-fache der Wellenlänge.The dimensions of the first regions and the second regions in the lateral direction are preferably of the order of magnitude of a wavelength of the light emitted by the light-emitting layer. It is particularly preferably smaller than 5 times the wavelength.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung weist die lichtemittierenden Schicht ein organisches Material auf.In an advantageous embodiment, the light-emitting layer has an organic material.

In einem Herstellungsverfahren für eine lichtemittierende Vorrichtung mit einer lichtemittierenden Schicht gemäß einem weiteren nicht erfindungsgemäßen Aspekt werden Bereiche der lichtemittierenden Schicht zur Veränderung des Brechungsindex in den Bereichen mit UV-Licht bestrahlt. Dieses Herstellungsverfahren ermöglicht die Herstellung einer lichtemittierenden Vorrichtung gemäß dem vierten Aspekt der Erfindung. Es ist zur Herstellung großflächiger Vorrichtungen geeignet und fügt sich insbesondere gut in bekannte Herstellungsverfahren für flächige OLED ein.In a manufacturing method for a light-emitting device with a light-emitting layer according to a further aspect not according to the invention, areas of the light-emitting layer are irradiated with UV light in order to change the refractive index in the areas. This manufacturing method enables a light emitting device according to the fourth aspect of the invention to be manufactured. It is suitable for the production of large-area devices and, in particular, fits well into known production processes for flat OLEDs.

Eine lichtemittierende Vorrichtung gemäß eines weiteren nicht erfindungsgemäßen Aspekts umfasst eine lichtemittierende Schicht und eine Lichtaustrittsschicht, wobei in oder auf der Lichtaustrittsschicht eine Vielzahl von anisotropen Streupartikeln angeordnet ist, die entlang einer lateralen Richtung der lichtemittierenden Vorrichtung ausgerichtet sind. Die Ausrichtung der Streupartikel führt in Verbindung mit ihrer Anisotropie zu einer anisotropen Streuung des Lichtes beim Austritt aus der lichtemittierenden Vorrichtung. Dieses führt zu einer von dem Lambertschen Abstrahlungsprofil abweichenden Abstrahlungsprofil der lichtemittierenden Vorrichtung, wobei das Abstrahlprofil vom Streuverhalten und Grad der Anisotropie der Streupartikeln abhängt.A light-emitting device according to a further aspect not according to the invention comprises a light-emitting layer and a light-emitting layer, a plurality of anisotropic scattering particles being arranged in or on the light-emitting layer, which are aligned along a lateral direction of the light-emitting device. The alignment of the scattering particles, in conjunction with their anisotropy, leads to an anisotropic scattering of the light when it emerges from the light-emitting device. This leads to a radiation profile of the light-emitting device that deviates from the Lambertian radiation profile, the radiation profile depending on the scattering behavior and degree of anisotropy of the scattering particles.

Bevorzugt weist die lichtemittierende Schicht ein organisches Material auf. Weiterhin ist bevorzugt, dass die Streupartikel bezüglich ihrer Abmessungen anisotrop sind und/oder bezüglich ihres Streuverhaltens.The light-emitting layer preferably has an organic material. It is also preferred that the scattering particles are anisotropic with regard to their dimensions and / or with regard to their scattering behavior.

Weiter ist bevorzugt, dass die Streupartikel (16) ein von Null verschiedenes permanentes oder induzierbares elektrisches oder ein magnetisches Dipol- oder Quadrupolmoment aufweisen oder dass die Streupartikel selbstanordnende Moleküle sind oder in einer dehnbaren Folie angeordnet sind.It is also preferred that the scattering particles ( 16 ) have a permanent or inducible electrical or magnetic dipole or quadrupole moment other than zero, or that the scattering particles are self-assembling molecules or are arranged in a stretchable film.

In einem Herstellungsverfahren für eine lichtemittierende Vorrichtung mit einer lichtemittierenden Schicht gemäß einem weiteren nicht erfindungsgemäßen Aspekt werden Streupartikel mit einem von Null verschiedenen permanenten oder induzierbaren elektrischen oder magnetischen Dipol- oder Quadrupolmoment in eine Lichtaustrittsschicht eingebracht und durch ein angelegtes elektrisches oder magnetisches Feld ausgerichtet. Dieses Herstellungsverfahren ermöglicht die Herstellung einer lichtemittierenden Vorrichtung gemäß dem vierten Aspekt der Erfindung.In a manufacturing method for a light-emitting device with a light-emitting layer according to a further aspect not according to the invention, scattering particles with a permanent or inducible electrical or magnetic dipole or quadrupole moment other than zero are introduced into a light exit layer and aligned by an applied electric or magnetic field. This manufacturing method enables a light emitting device according to the fourth aspect of the invention to be manufactured.

Bevorzugte Merkmale, Ausführungsformen und Kombinationen sind zusätzlich zur und in Kombination mit der vorausgehenden und nachfolgenden Beschreibung in Form der folgenden Liste angegeben:

Ausführungsform 1: Lichtemittierende Vorrichtung, umfassend
- - eine lichtemittierende Schicht und
- - eine Lichtaustrittsschicht, wobei die Lichtaustrittsschicht
- - eine Vielzahl von zueinander parallelen ersten Flächen, die geneigt zur lichtemittierende Schicht angeordnet sind, und
- - eine Vielzahl von zueinander parallelen zweiten Flächen, die geneigt zur lichtemittierende Schicht und geneigt zu den ersten Flächen angeordnet sind,

aufweist und wobei die ersten Flächen transparent und die zweiten Flächen reflektierend für von der lichtemittierenden Schicht emittiertes Licht sind.Preferred features, embodiments and combinations are given in addition to and in combination with the preceding and following description in the form of the following list:

Embodiment 1: A light emitting device comprising
- - a light emitting layer and
- - A light exit layer, the light exit layer
- a plurality of mutually parallel first surfaces which are arranged inclined to the light-emitting layer, and
- a plurality of second surfaces parallel to one another, which are inclined to the light-emitting layer and inclined to the first surfaces,

and wherein the first surfaces are transparent and the second surfaces are reflective to light emitted by the light-emitting layer.

Ausführungsform 2: Lichtemittierende Vorrichtung gemäß der Ausführungsform 1, bei der die lichtemittierende Schicht ein organisches Material aufweist.Embodiment 2: The light-emitting device according to Embodiment 1, in which the light-emitting layer comprises an organic material.

Ausführungsform 3: Lichtemittierende Vorrichtung gemäß einer der Ausführungsformen 1 oder 2, bei der die ersten Flächen und die zweiten Flächen in jeder Richtung eine Ausdehnung aufweisen, die größer als eine Wellenlänge des von der lichtemittierenden Schicht ausgestrahlten Lichts ist.Embodiment 3: Light-emitting device according to one of Embodiments 1 or 2 , in which the first surfaces and the second surfaces have an extent in each direction which is greater than a wavelength of the light emitted by the light-emitting layer.

Ausführungsform 4: Lichtemittierende Vorrichtung gemäß einer der Ausführungsformen 1 bis 3, bei der die ersten Flächen und die zweiten Flächen in einer Richtung eine Ausdehnung aufweisen, die kleiner als 1 mm und vorzugsweise kleiner als 100 µm ist.Embodiment 4: Light-emitting device according to one of Embodiments 1 to 3, in which the first surfaces and the second surfaces have an extent in one direction which is less than 1 mm and preferably less than 100 μm.

Ausführungsform 5: Lichtemittierende Vorrichtung gemäß einer der Ausführungsformen 1 bis 4, bei der eine von der lichtemittierenden Schicht abweisende Oberfläche der Lichtaustrittsschicht durch parallel angeordneten Prismen strukturiert ist, wobei die ersten Flächen und die zweiten Flächen durch Flächen der Prismen gebildet werden.Embodiment 5: Light-emitting device according to one of embodiments 1 to 4, in which a surface of the light exit layer that is repellent from the light-emitting layer is structured by prisms arranged in parallel, the first surfaces and the second surfaces being formed by surfaces of the prisms.

Ausführungsform 6: Lichtemittierende Vorrichtung gemäß einer der Ausführungsformen 1 bis 4, bei der eine von der lichtemittierenden Schicht abweisende Oberfläche der Lichtaustrittsschicht durch kegel- oder pyramiden- oder linsen- oder zylinderförmige Elemente strukturiert ist, wobei die ersten Flächen und die zweiten Flächen durch Flächen dieser Elemente gebildet werden.Embodiment 6: Light-emitting device according to one of embodiments 1 to 4, in which a surface of the light exit layer that is repellent from the light-emitting layer is structured by conical, pyramidal, lenticular or cylindrical elements, the first surfaces and the second surfaces by surfaces of these Elements are formed.

Ausführungsform 7: Lichtemittierende Vorrichtung gemäß einer der Ausführungsformen 1 bis 6, bei der die Lichtaustrittsschicht durch ein Substrat oder eine Passivierungsschicht gebildet wird.Embodiment 7: Light-emitting device according to one of the embodiments 1 to 6, in which the light exit layer is formed by a substrate or a passivation layer.

Ausführungsform 8: Lichtemittierende Vorrichtung, umfassend

- einen Träger und
- eine Mehrzahl lichtemittierender Elemente, wobei der Träger
- eine Mehrzahl von zueinander parallelen ersten Flächen und
- eine Mehrzahl von zueinander parallelen zweiten Flächen, die geneigt zu den ersten Flächen angeordnet sind,

aufweist und wobei die lichtemittierenden Elemente auf den ersten Flächen angeordnet sind.Embodiment 8: A light emitting device comprising

- a carrier and
- A plurality of light emitting elements, wherein the carrier
- A plurality of mutually parallel first surfaces and
- a plurality of mutually parallel second surfaces which are arranged inclined to the first surfaces,

and wherein the light emitting elements are arranged on the first surfaces.

Ausführungsform 9: Lichtemittierende Vorrichtung gemäß der Ausführungsform 8, bei der die lichtemittierenden Elemente eine OLED aufweisen.Embodiment 9: The light-emitting device according to embodiment 8, in which the light-emitting elements have an OLED.

Ausführungsform 10: Lichtemittierende Vorrichtung gemäß einer der Ausführungsformen 8 oder 9, bei der Träger durch parallel angeordnete Prismen strukturiert ist, wobei die ersten Flächen und die zweiten Flächen durch Flächen der Prismen gebildet werden.Embodiment 10: Light-emitting device according to one of the embodiments 8 or 9, in which the carrier is structured by prisms arranged in parallel, the first surfaces and the second surfaces being formed by surfaces of the prisms.

Ausführungsform 11: Lichtemittierende Vorrichtung, umfassend

- ein Substrat und
- eine auf eine Oberfläche des Substrats aufgebrachte Schichtenfolge mit mindestens einer lichtemittierenden Schicht,

wobei die Oberfläche des Substrats in einer lateralen Richtung periodisch höhenstrukturiert ist.Embodiment 11: A light emitting device comprising

- a substrate and
a layer sequence with at least one light-emitting layer applied to a surface of the substrate,

wherein the surface of the substrate is periodically height-structured in a lateral direction.

Ausführungsform 12: Lichtemittierende Vorrichtung gemäß der Ausführungsform 11, bei der die lichtemittierende Schicht ein organisches Material aufweist.Embodiment 12: The light emitting device according to Embodiment 11, in which the light emitting layer comprises an organic material.

Ausführungsform 13: Lichtemittierende Vorrichtung gemäß einer der Ausführungsformen 11 oder 12, bei der die Höhenstrukturierung in der einen lateralen Richtung linear steigend und fallend ist und die Oberfläche des Substrats im Wesentlichen plane Flächen aufweist.Embodiment 13: Light-emitting device according to one of the embodiments 11 or 12, in which the height structuring in the one lateral direction rises and falls linearly and the surface of the substrate has essentially flat surfaces.

Ausführungsform 14: Lichtemittierende Vorrichtung gemäß einer der Ausführungsformen 11 bis 13, bei der die Höhenstrukturierung in der einen lateralen Richtung nichtlinear steigend und/oder fallend ist und die Oberfläche des Substrats gebogene Flächen aufweist.Embodiment 14: Light-emitting device according to one of Embodiments 11 to 13, in which the height structuring is non-linearly rising and / or falling in the one lateral direction and the surface of the substrate has curved surfaces.

Ausführungsform 15: Lichtemittierende Vorrichtung gemäß einer der Ausführungsformen 11 bis 14, bei der das Substrat aus Kunststoff in einem Spritzgussverfahren hergestellt ist.Embodiment 15: Light-emitting device according to one of Embodiments 11 to 14, in which the substrate is produced from plastic in an injection molding process.

Ausführungsform 16: Lichtemittierende Vorrichtung gemäß einer der Ausführungsformen 11 bis 14, bei der das Substrat aus Metall besteht und durch ein Prägeverfahren strukturiert ist.Embodiment 16: Light-emitting device according to one of Embodiments 11 to 14, in which the substrate consists of metal and is structured by an embossing method.

Ausführungsform 17: Lichtemittierende Vorrichtung, umfassend eine lichtemittierende Schicht, die in einer lateralen Richtung abwechselnd angeordnete streifenförmige erste Bereiche und zweite Bereiche aufweist, wobei die ersten Bereiche und die zweiten Bereiche verschiedene Brechungszahlen haben.Embodiment 17: A light-emitting device comprising a light-emitting layer which has strip-shaped first regions and second regions arranged alternately in a lateral direction, the first regions and the second regions having different refractive indices.

Ausführungsform 18: Lichtemittierende Vorrichtung gemäß der Ausführungsform 17, bei der die Abmessung der ersten Bereiche und der zweiten Bereiche in der lateralen Richtung von der Größenordnung einer Wellenlänge des von der lichtemittierenden Schicht ausgestrahlten Lichtes ist und vorzugsweise kleiner als das 5-fache der Wellenlänge ist.Embodiment 18: The light emitting device according to Embodiment 17, wherein the dimension of the first regions and the second regions in the lateral direction is on the order of a wavelength of the light emitted from the light emitting layer and is preferably smaller than 5 times the wavelength.

Ausführungsform 19: Lichtemittierende Vorrichtung gemäß einer der Ausführungsformen 17 oder 18, bei der die lichtemittierende Schicht ein organisches Material aufweist.Embodiment 19: Light-emitting device according to one of the embodiments 17 or 18, in which the light-emitting layer comprises an organic material.

Ausführungsform 20: Verfahren zur Herstellung einer lichtemittierenden Vorrichtung mit einer lichtemittierenden Schicht, bei dem Bereiche der lichtemittierenden Schicht zur Veränderung des Brechungsindex in den Bereichen mit UV-Licht bestrahlt werden.Embodiment 20: A method for producing a light-emitting device having a light-emitting layer, in which areas of the light-emitting layer are irradiated with UV light in order to change the refractive index in the areas.

Ausführungsform 21: Lichtemittierende Vorrichtung, umfassend

- eine lichtemittierende Schicht und
- eine Lichtaustrittsschicht,

wobei in oder auf der Lichtaustrittsschicht eine Vielzahl von anisotropen Streupartikeln angeordnet ist, die entlang einer lateralen Richtung der lichtemittierenden Vorrichtung ausgerichtet sind.Embodiment 21: A light emitting device comprising

- a light emitting layer and
- a light exit layer,

wherein in or on the light exit layer a plurality of anisotropic scattering particles is arranged, which are aligned along a lateral direction of the light-emitting device.

Ausführungsform 22: Lichtemittierende Vorrichtung gemäß der Ausführungsform 21, bei der die lichtemittierende Schicht ein organisches Material aufweist.Embodiment 22: The light-emitting device according to Embodiment 21, in which the light-emitting layer comprises an organic material.

Ausführungsform 23: Lichtemittierende Vorrichtung gemäß einer der Ausführungsformen 21 oder 22, bei der die Streupartikel bezüglich ihrer geometrischen Abmessungen und/oder ihrem Brechungsindex anisotrop sind.Embodiment 23: Light-emitting device according to one of the embodiments 21 or 22, in which the scattering particles are anisotropic with regard to their geometric dimensions and / or their refractive index.

Ausführungsform 24: Lichtemittierende Vorrichtung gemäß einer der Ausführungsformen 21 bis 23, bei der die Streupartikel ein von Null verschiedenes permanentes oder induzierbares elektrisches oder ein magnetisches Dipol- oder Quadrupolmoment aufweisen.Embodiment 24: Light-emitting device according to one of embodiments 21 to 23, in which the scattering particles have a permanent or inducible electrical or magnetic dipole or quadrupole moment other than zero.

Ausführungsform 25: Lichtemittierende Vorrichtung gemäß einer der Ausführungsformen 21 bis 23, bei der die Streupartikel selbstanordnende Moleküle sind.Embodiment 25: Light-emitting device according to one of embodiments 21 to 23, in which the scattering particles are self-assembling molecules.

Ausführungsform 26: Lichtemittierende Vorrichtung gemäß einer der Ausführungsformen 21 bis 23, bei der die Streupartikel in einer dehnbaren Folie angeordnet sind.Embodiment 26: Light-emitting device according to one of embodiments 21 to 23, in which the scattering particles are arranged in a stretchable film.

Ausführungsform 27: Verfahren zur Herstellung einer lichtemittierenden Vorrichtung, bei dem Streupartikel mit einem von Null verschiedenen permanenten oder induzierbaren elektrischen oder magnetischen Dipol- oder Quadrupolmoment in eine Lichtaustrittsschicht eingebracht und durch ein angelegtes elektrisches oder magnetisches Feld ausgerichtet werden.Embodiment 27: Method for producing a light-emitting device, in which scattering particles with a permanent or inducible electric or magnetic dipole or quadrupole moment other than zero are introduced into a light exit layer and are aligned by an applied electric or magnetic field.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen mit Hilfe von 7 Figuren näher erläutert. Es zeigt:

1 eine dreidimensionale schematische Darstellung einer lichtemittierenden Vorrichtung,
2 verschiedene Abstrahlungsprofile von lichtemittierenden Vorrichtungen,
3 und 4 weitere lichtemittierende Vorrichtungen, jeweils in einer dreidimensionalen schematischen Darstellung und einer Aufsicht,
5 drei weitere lichtemittierende Vorrichtungen im Querschnitt,
6 eine weitere lichtemittierende Vorrichtung im Querschnitt zu zwei verschiedenen Zeitpunkten ihres Herstellungsprozesses und
7 eine Aufsicht auf eine weitere lichtemittierende Vorrichtung.

The invention is explained in more detail below on the basis of exemplary embodiments with the aid of 7 figures. It shows:

1 a three-dimensional schematic representation of a light-emitting device,
2 different radiation profiles of light emitting devices,
3 and 4th further light-emitting devices, each in a three-dimensional schematic representation and a top view,
5 three further light-emitting devices in cross-section,
6th a further light-emitting device in cross section at two different times in its manufacturing process and
7th a plan view of another light emitting device.

In 1 ist ein erstes Ausführungsbeispiel einer lichtemittierenden Vorrichtung in einer dreidimensionalen Schemazeichnung dargestellt.In 1 a first embodiment of a light-emitting device is shown in a three-dimensional schematic drawing.

Eine lichtemittierende Schicht 1 ist innerhalb eines OLED (organic light emitting diode) -Schichtaufbaus 2 angeordnet. Der OLED-Schichtaufbau 2 befindet sich auf einer ersten Seite eines flächigen Substrats 3. Auf der dem OLED-Schichtaufbau 2 gegenüberliegenden Seite des Substrats 3 ist eine Lichtaustrittsschicht 4 vorgesehen. Auf der dem Substrat 3 abgewandten Seite weist die Lichtaustrittsschicht 4 eine Vielzahl von ersten Flächen 5 auf, die um einen Winkel α gegenüber dem Substrat 3 geneigt sind, sowie eine Vielzahl von zweiten Flächen 6, die um einen Winkel β gegenüber dem Substrat 3 geneigt sind.A light emitting layer 1 is within an OLED (organic light emitting diode) layer structure 2 arranged. The OLED layer structure 2 is located on a first side of a flat substrate 3 . On the OLED layer structure 2 opposite side of the substrate 3 is a Light exit layer 4th intended. On the the substrate 3 facing away from the side has the light exit layer 4th a variety of first surfaces 5 on, which is at an angle α with respect to the substrate 3 are inclined, as well as a plurality of second surfaces 6th which is at an angle β with respect to the substrate 3 are inclined.

Die lichtemittierende Vorrichtung der 1 ist als eine „bottom emission“ OLED ausgeführt. Das Substrat 3 ist bei einer solchen Ausführungsform transparent, sodass das von der lichtemittierenden Schicht 1 emittierte Licht durch das Substrat 3 zur Lichtaustrittsschicht 4 gelangt. Alternativ ist eine Ausführung als „top emission“ OLED möglich, bei der der OLED-Schichtaufbau 2 auf ein nichttransparentes Substrat aufgebracht wird. Auf der dem nichttransparenten Substrat abgewandten Seite des OLED-Schichtaufbaus 2 ist dann anstelle des in der 1 gezeigten transparenten Substrats 3 eine transparente Passivierungsschicht vorgesehen. Alle in der Anmeldung beschriebenen Ausführungsbeispiele einer lichtemittierenden Vorrichtung können durch eine entsprechende Modifikation entweder auf Basis einer „bottom emission“ oder einer „top emission“ OLED aufgebaut werden.The light emitting device of the 1 is designed as a “bottom emission” OLED. The substrate 3 is transparent in such an embodiment, so that that of the light-emitting layer 1 emitted light through the substrate 3 to the light exit layer 4th got. Alternatively, a "top emission" OLED design is possible, in which the OLED layer structure 2 is applied to a non-transparent substrate. On the side of the OLED layer structure facing away from the non-transparent substrate 2 is then instead of in the 1 transparent substrate shown 3 a transparent passivation layer is provided. All of the exemplary embodiments of a light-emitting device described in the application can be constructed either on the basis of a “bottom emission” or a “top emission” OLED by means of a corresponding modification.

Der OLED-Schichtaufbau 2 umfasst neben der lichtemittierenden Schicht 1 mindestens eine erste und eine zweite Elektrode und eine oder mehrere Schichten, die der Injektion von Ladungsträgern in die lichtemittierende Schicht 1 dienen und diese so im Betrieb zum Leuchten anregen. Die Elektrodenschichten können beispielsweise aus transparenten leitenden Materialien wie etwa Indium-Zinn-Oxid (ITO) oder Indium-Zink-Oxid, Zink-Oxid oder Zinn-Oxid gebildet werden.The OLED layer structure 2 includes in addition to the light-emitting layer 1 at least a first and a second electrode and one or more layers that allow the injection of charge carriers into the light-emitting layer 1 serve and stimulate them to glow during operation. The electrode layers can for example be formed from transparent conductive materials such as indium tin oxide (ITO) or indium zinc oxide, zinc oxide or tin oxide.

Die lichtemittierende Schicht 1 weist ein organisches Material als optisch aktives, strahlungserzeugendes Material auf. Dieses kann beispielsweise ein organisches Material mit geringem Molekulargewicht, auch kleinmoleküliges organisches Material genannt, ein Polymer oder eine Kombination dieser beiden Materialien sein.The light emitting layer 1 has an organic material as the optically active, radiation-generating material. This can, for example, be an organic material with a low molecular weight, also called small-molecule organic material, a polymer or a combination of these two materials.

Kleinmolekülige organische Materialien werden typischerweise durch thermisches Verdampfen unter Vakuumbedingungen aufgebracht. Beispiele für strahlungserzeugende kleinmolekülige organische Materialien sind Tris(8-hydroxychinolinato)aluminium (Alq), 1,3-Bis(N,N-dimethylaminophenyl)-1,3,4-oxidazol (OXD-8), Oxo-bis(2-methyl-8-chinolinato)aluminium, Bis(2-methyl-8-hydroxychinolinato) aluminium; Bis(hydroxybenzochinolinato)beryllium (BeQ.sub.2), Bis(diphenylvinyl)biphenylen (DPVBI) und Arylaminsubstituiertes Distyrylarylen (DSA-Amin).Small molecule organic materials are typically applied by thermal evaporation under vacuum conditions. Examples of radiation-generating small-molecule organic materials are tris (8-hydroxychinolinato) aluminum (Alq), 1,3-bis (N, N-dimethylaminophenyl) -1,3,4-oxidazole (OXD-8), oxo-bis (2- methyl-8-quinolinato) aluminum, bis (2-methyl-8-hydroxychinolinato) aluminum; Bis (hydroxybenzoquinolinato) beryllium (BeQ.sub.2), bis (diphenylvinyl) biphenylene (DPVBI) and arylamine-substituted distyrylarylene (DSA-amine).

Polymere werden üblicherweise durch ein Aufschleuderverfahren, auch Spincasting oder Spincoating genannt, aufgetragen. Alternativ kann auch ein räumlich selektives Abscheiden erfolgen, z.B. durch Tintenstrahldrucken. Beispiele für strahlungserzeugende Polymere sind Poly(p-phenylenvinylen) und Polyarylenvinylen sowie Copolymere von Arylen-Vinylen-Oligomeren, Polyarylene, Polychinolin sowie jeweils deren Derivate und Mischungen.Polymers are usually applied using a spin-on process, also known as spin casting or spin coating. Alternatively, a spatially selective deposition can also take place, e.g. by inkjet printing. Examples of radiation-generating polymers are poly (p-phenylene vinylene) and polyarylene vinylene and copolymers of arylene-vinylene oligomers, polyarylene, polyquinoline and their derivatives and mixtures.

Die Lichtaustrittsschicht 4 ist eine auf das Substrat 3 aufgebrachte Schicht, die eine Vielzahl von parallel zueinander angeordneten Prismen aufweist, wobei die ersten Flächen 5 und die zweiten Flächen 6, die der OLED-Schichtfolge 2 abgewandte Oberfläche der lichtemittierenden Vorrichtung bilden. Aus Gründen der Übersichtlichkeit sind in der 1 nur jeweils zwei der Vielzahl von ersten Flächen 5 und zweiten Flächen 6 dargestellt.The light exit layer 4th is one on the substrate 3 applied layer, which has a plurality of parallel to each other arranged prisms, wherein the first surfaces 5 and the second surfaces 6th that of the OLED layer sequence 2 Form facing away surface of the light emitting device. For the sake of clarity, the 1 only two of the large number of first surfaces 5 and second surfaces 6th shown.

Weder die ersten Flächen 5 noch die zweiten Flächen 6 sind parallel zur lichtemittierenden Schicht 1 angeordnet. Somit sind sie auch nicht parallel zu der Ebene, in der die lichtemittierende Vorrichtung flächig ausgebildet ist. In allen gezeigten Ausführungsbeispielen wird diese Ebene, in der die lichtemittierende Vorrichtung flächig ausgebildet ist, als XY-Ebene definiert.Neither the first surfaces 5 still the second surfaces 6th are parallel to the light-emitting layer 1 arranged. Thus, they are also not parallel to the plane in which the light-emitting device is flat. In all the exemplary embodiments shown, this plane, in which the light-emitting device is designed in a planar manner, is defined as the XY plane.

Die Ausdehnung der Prismen in Y-Richtung (Länge) liegt dabei bevorzugt in makroskopischen Größenordnungen, also beispielsweise im Bereich von Millimetern bis Dezimetern. Bevorzugt wird die gesamte Oberfläche der lichtemittierenden Vorrichtung von in Y-Richtung durchgängigen Prismen bedeckt. Die Breite der Prismen in X-Richtung ist bevorzugt größer als die Wellenlänge des emittierten Lichts, sodass Beugungseffekte an den Prismen sich nicht bemerkbar machen. Die Breite liegt bevorzugt jedoch in mikroskopischen Größenordnungen, beispielsweise im Submillimeterbereich, sodass aus einem normalen Betrachterabstand der lichtemittierenden Vorrichtung die Strukturierung in X-Richtung nicht sichtbar ist.The extent of the prisms in the Y direction (length) is preferably in the macroscopic order of magnitude, that is to say, for example, in the range from millimeters to decimeters. The entire surface of the light-emitting device is preferably covered by prisms which are continuous in the Y direction. The width of the prisms in the X direction is preferably greater than the wavelength of the emitted light, so that diffraction effects on the prisms are not noticeable. However, the width is preferably in microscopic orders of magnitude, for example in the sub-millimeter range, so that the structuring in the X direction is not visible from a normal viewing distance of the light-emitting device.

Die ersten Flächen 5 der Lichtaustrittsschicht 4 sind transparent, wohingegen die zweiten Flächen 6 reflektierend für von der lichtemittierenden Schicht 1 abgestrahltes Licht sind. Die zweiten Flächen 6 können beispielsweise durch Bedampfen mit Metallpartikeln unter einem sehr flachen Einfallswinkel reflektierend gemacht werden.The first surfaces 5 the light exit layer 4th are transparent, whereas the second surfaces 6th reflective for from the light emitting layer 1 are emitted light. The second surfaces 6th can for example be made reflective by vapor deposition with metal particles at a very shallow angle of incidence.

In erster Näherung ergibt sich bei einer OLED mit einer planaren, parallel zu der lichtemittierenden Schicht angeordneten Lichtaustrittsschicht ein Lambertsches Abstrahlungsprofil mit einer Hauptstrahlungsrichtung senkrecht zur Lichtaustrittsfläche. Im gezeigten Ausführungsbeispiel stellen nur die ersten Flächen 5 Lichtaustrittsflächen dar, wodurch das Abstrahlungsprofil eine Hauptstrahlungsrichtung aufweist, die gegenüber der Z-Achse in Richtung der X-Achse geneigt ist. Der Neigungswinkel der Hauptstrahlungsrichtung der lichtemittierenden Vorrichtung wird dabei im Wesentlichen vom Winkel α bestimmt. Von der lichtemittierenden Schicht 1 ausgestrahltes Licht, das von den zweiten Flächen 6 reflektiert wird, kann nach einer oder mehreren internen Reflexionen ebenfalls durch die transparenten ersten Flächen 5 aus der lichtemittierenden Vorrichtung austreten. Der Winkel β beeinflusst dabei sowohl die Winkelverteilung des abgestrahlten Lichtes als auch die Häufigkeit interner Reflexionen. Durch geeignete Wahl des Winkels β kann die Gesamtintensität und damit die Effizienz der lichtemittierenden Vorrichtung optimiert werden.As a first approximation, an OLED with a planar light exit layer arranged parallel to the light-emitting layer results in a Lambertian radiation profile with a main radiation direction perpendicular to the light exit surface. In the embodiment shown, only the first surfaces 5 Light exit surfaces, whereby the Emission profile has a main radiation direction which is inclined with respect to the Z-axis in the direction of the X-axis. The angle of inclination of the main direction of radiation of the light-emitting device is essentially determined by the angle α. From the light-emitting layer 1 light emitted by the second surfaces 6th is reflected can, after one or more internal reflections, also through the transparent first surfaces 5 emerge from the light emitting device. The angle β influences both the angular distribution of the emitted light and the frequency of internal reflections. Through a suitable choice of the angle β, the overall intensity and thus the efficiency of the light-emitting device can be optimized.

Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Strukturierung der separaten Lichtaustrittsschicht 4 vorgesehen. Die Lichtaustrittsschicht 4 kann in dem Fall eine entsprechend strukturierte Folie sein, die auf das Substrat 3 aufgebracht wird. Es ist auch möglich, auf eine separate Lichtaustrittsschicht 4 zu verzichten, in dem die Oberfläche des Substrats 3 selbst strukturiert wird.In the exemplary embodiment shown, the structuring of the separate light exit layer is 4th intended. The light exit layer 4th can in this case be a correspondingly structured film that is applied to the substrate 3 is applied. It is also possible to use a separate light exit layer 4th to dispense with the surface of the substrate 3 is structured itself.

Neben der dargestellten Strukturierung in Form von parallelen Prismen mit jeweils planaren ersten Flächen 5 und zweiten Flächen 6 ist auch eine Strukturierung mit nicht planaren Flächen denkbar, beispielsweise mit Zylinderflächen. Auch eine Strukturierung durch pyramiden-, kegel- oder linsenförmige Elemente beziehungsweise Flächenabschnitte ist denkbar.In addition to the structuring shown in the form of parallel prisms, each with planar first surfaces 5 and second surfaces 6th Structuring with non-planar surfaces is also conceivable, for example with cylindrical surfaces. Structuring by means of pyramidal, conical or lens-shaped elements or surface sections is also conceivable.

In 2 sind verschiedene Abstrahlungsprofile (winkelabhängige Verteilung der abgestrahlten Intensität) der erfindungsgemäßen lichtemittierenden Vorrichtungen dargestellt.In 2 different radiation profiles (angle-dependent distribution of the emitted intensity) of the light-emitting devices according to the invention are shown.

In 2a ist zunächst das zugrunde liegende Koordinatensystem angegeben. Die lichtemittierende Vorrichtung bildet mit ihrer lateralen flächigen Ausdehnung die XY-Ebene des Koordinatensystems. Bekannte OLED-Strukturen mit einer ebenen, parallel zur lichtemittierenden Schicht angeordneten Lichtaustrittsfläche zeigen ein Lambertsches Abstrahlungsprofil in Richtung der Z-Achse. Für Beleuchtungszwecke sind jedoch häufig davon abweichende Abstrahlungsprofile gewünscht. Geeignete Abstrahlungsprofile sind in den 2b bis 2d dargestellt.In 2a the underlying coordinate system is specified first. The light-emitting device forms the XY plane of the coordinate system with its lateral two-dimensional extension. Known OLED structures with a flat light exit surface arranged parallel to the light-emitting layer show a Lambertian radiation profile in the direction of the Z-axis. For lighting purposes, however, different radiation profiles are often desired. Suitable radiation profiles are in the 2 B until 2d shown.

Die in den 2b und 2c gezeigten, Typ A-1 und Typ A-2 genannten Abstrahlungsprofile zeichnen sich durch eine symmetrische herzförmige Strahlungsrichtungsverteilung mit zwei Maxima sowohl in X- als auch in Y-Richtung (Typ A-1) oder in eine der beiden Richtungen (Typ A-2) aus. Diese Abstrahlungsmuster sind für allgemeine Beleuchtungszwecke in Räumen geeignet.The ones in the 2 B and 2c The radiation profiles shown, called type A-1 and type A-2, are characterized by a symmetrical heart-shaped radiation direction distribution with two maxima in both the X and Y directions (type A-1) or in one of the two directions (type A-2 ) the end. These radiation patterns are suitable for general lighting purposes in rooms.

Das in 2d gezeigte Profil, Typ B genannt, ist stark asymmetrisch in zumindest einer der Richtungen X und Y und ist insbesondere für Signalisierungsanwendungen geeignet, zum Beispiel zur Kennzeichnung von Stufen in einer abgedunkelten Umgebung oder zur Realisierung von blendfreien flächigen Wandleuchten.This in 2d The profile shown, called type B, is highly asymmetrical in at least one of the directions X and Y and is particularly suitable for signaling applications, for example for marking steps in a darkened environment or for creating glare-free flat wall lights.

Mit der in 1 gezeigten lichtemittierenden Vorrichtung lässt sich ein Abstrahlungsmuster des Typs B realisieren. With the in 1 With the light-emitting device shown, a type B radiation pattern can be realized.

In 3 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel einer lichtemittierenden Vorrichtung in einer perspektivischen Ansicht (3a) und einer Aufsicht (3b) dargestellt.In 3 is another embodiment of a light emitting device in a perspective view ( 3a) and a supervisor ( 3b) shown.

Die Oberfläche eines Trägers 7 ist in Form einer Mehrzahl von parallel angeordneten Prismen mit ersten Flächen 5 und zweiten Flächen 6 strukturiert. Die laterale flächige Ausdehnung der lichtemittierenden Vorrichtung und des Trägers 7 liegt in der XY-Ebene. Gegenüber dieser XY-Ebene sind die ersten Flächen 5 um den Winkel α und die zweiten Flächen 7 um den Winkel β geneigt. Auf den ersten Flächen 5 sind Leuchtelemente 8 angeordnet.The surface of a carrier 7th is in the form of a plurality of parallel arranged prisms with first faces 5 and second surfaces 6th structured. The lateral area of the light-emitting device and the carrier 7th lies in the XY plane. Opposite this XY plane are the first surfaces 5 by the angle α and the second surfaces 7th inclined by the angle β. On the first surfaces 5 are light elements 8th arranged.

Bezüglich seiner Oberfläche ist der Träger 7 vergleichbar strukturiert wie die Lichtaustrittsfläche 4 in dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel. Gefertigt sein kann der Träger 7 beispielsweise aus Kunststoff, wobei die Strukturierung seiner Oberfläche bevorzugt durch ein Spritzguss- oder ein Tiefziehverfahren erreicht wird. Weiterhin ist möglich, den Träger 7 aus einer Metallfolie oder einem Metallblech herzustellen, das durch ein Prägeverfahren strukturiert wird.With regard to its surface is the carrier 7th structured comparable to the light emission surface 4th in the in 1 embodiment shown. The carrier can be manufactured 7th for example made of plastic, the structuring of its surface preferably being achieved by an injection molding or deep-drawing process. It is also possible to use the carrier 7th from a metal foil or a metal sheet that is structured by an embossing process.

Die Leuchtelemente 8 sind unabhängig vom Träger 7 funktionsfähige Elemente. Sie können zum Beispiel jeweils ein Substrat und einen OLED-Schichtaufbau mit mindestens einer lichtemittierenden Schicht umfassen. Bezüglich des Aufbaus und der Materialien des OLED-Schichtaufbau und der lichtemittierenden Schicht wird auf das im Zusammenhang mit dem Ausführungsbeispiel der 1 gesagte verwiesen.The light elements 8th are independent of the carrier 7th functional elements. For example, they can each comprise a substrate and an OLED layer structure with at least one light-emitting layer. With regard to the structure and the materials of the OLED layer structure and the light-emitting layer, reference is made to that in connection with the exemplary embodiment of FIG 1 said directed.

Ähnlich zu dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel stellt sich auch bei der Ausführungsform der 3 eine Abstrahlcharakteristik ein, deren Hauptstrahlungsrichtung im Wesentlichen um den Winkel α gegenüber der Z-Richtung geneigt ist. Das Abstrahlungsmuster ist ebenfalls vom Typ B.Similar to the in 1 illustrated embodiment also arises in the embodiment of 3 a radiation characteristic whose main radiation direction is inclined essentially by the angle α with respect to the Z-direction. The radiation pattern is also of type B.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel einer lichtemittierenden Vorrichtung ist in 4 wiederum in einer perspektivischen Ansicht (4a) und einer Aufsicht (4b) dargestellt. Wie bei dem in 3 gezeigten Ausführungsbeispiel ist ein Träger 7 vorgesehen, dessen Oberfläche in Form von parallelen Prismen strukturiert ist. Im Unterschied zum Ausführungsbeispiel der 3 sind nicht nur die ersten Flächen 5 mit Leuchtelementen 8, sondern auch die zweiten Flächen 6 mit Leuchtelementen 9 belegt.Another embodiment of a light emitting device is shown in FIG 4th turn in a perspective view ( 4a) and a supervisor ( 4b) shown. As with the in 3 The embodiment shown is a carrier 7th provided, the surface of which is structured in the form of parallel prisms. In contrast to the embodiment of 3 are not just the first surfaces 5 with light elements 8th but also the second surfaces 6th with light elements 9 proven.

Beim Ausführungsbeispiel der 4 ist die Oberfläche des Trägers 7 in Form von Prismen strukturiert, die den Querschnitt eines gleichschenkligen Dreiecks aufweisen. Die gezeigte Anordnung resultiert in einer symmetrischen Abstrahlcharakteristik vom Typ A-2, mit zwei Hauptstrahlungsrichtungen, die von der Z-Achse um den Winkel α = β in positive und negative X-Richtung geneigt sind. In Y-Richtung ergibt sich bei ausreichender Ausdehnung der lichtemittierenden Vorrichtung ein in erster Näherung Lambertsches Abstrahlungsprofil. Falls die Winkel α und β nicht gleich gewählt werden, sind die beiden Hauptstrahlungsrichtungen um unterschiedliche Winkel von der Z-Richtung geneigt. Gleichzeitig ist die Intensität, mit der in die Hauptstrahlungsrichtungen emittiert wird, aufgrund der sich ergebenden unterschiedlich großen Flächen der Leuchtelemente 8 und Leuchtelemente 9 verschieden.In the embodiment of 4th is the surface of the carrier 7th structured in the form of prisms that have the cross-section of an isosceles triangle. The arrangement shown results in a symmetrical radiation characteristic of type A-2, with two main radiation directions which are inclined from the Z axis by the angle α = β in the positive and negative X directions. In the Y-direction, if the light-emitting device has sufficient expansion, a Lambertian radiation profile results in a first approximation. If the angles α and β are not chosen to be the same, the two main radiation directions are inclined at different angles from the Z direction. At the same time, the intensity with which it is emitted in the main directions of radiation is due to the resulting surfaces of the luminous elements of different sizes 8th and lighting elements 9 different.

Eine weitere lichtemittierende Vorrichtung ist in der 5a im Querschnitt dargestellt.Another light emitting device is shown in FIG 5a shown in cross section.

Auf einem Substrat 3, dessen Oberfläche durch parallel angeordnete Prismen strukturiert ist, ist ein OLED-Schichtaufbau 2 aufgebracht. Gleiche Bezugszeichen in den Figuren bezeichnen gleiche oder gleich wirkende Elemente.On a substrate 3 whose surface is structured by prisms arranged in parallel, is an OLED layer structure 2 upset. Identical reference symbols in the figures denote identical or identically acting elements.

Im Unterschied zu den in 3 beziehungsweise 4 gezeigten Ausführungsbeispielen übernimmt beim Ausführungsbeispiel der 5a das Substrat 3 auch die Funktion des Trägers 7. Daraus ergibt sich, dass nicht separate, ein Substrat aufweisende Leuchtelemente eingesetzt werden, sondern der OLED-Schichtaufbau 2 unmittelbar auf das strukturierte Substrat aufgebracht wird. Bezüglich des Aufbaus und der Materialien des OLED-Schichtaufbau und einer darin enthaltenen lichtemittierenden Schicht wird wiederum auf die Ausführungen im Zusammenhang mit dem Ausführungsbeispiel der 1 verwiesen.In contrast to the in 3 respectively 4th Embodiments shown takes over in the embodiment of the 5a the substrate 3 also the function of the carrier 7th . As a result, it is not separate luminous elements having a substrate that are used, but rather the OLED layer structure 2 is applied directly to the structured substrate. With regard to the structure and the materials of the OLED layer structure and a light-emitting layer contained therein, reference is again made to the statements in connection with the exemplary embodiment in FIG 1 referenced.

Im gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Winkel α und β unterschiedlich groß gewählt. Es ergibt sich eine Verteilung vom Typ A-2 mit unterschiedlichen Intensitäten in beiden Hauptstrahlungsrichtungen. Das Substrat 3 kann zum Beispiel aus Kunststoff hergestellt werden, dass durch einen Spritzguss- oder durch ein Tiefziehverfahren entsprechend strukturiert ist. Falls die lichtemittierende Vorrichtung in Form einer „bottom emitter“ OLED aufgebaut wird, bei dem die Strahlung durch das Substrat 3 austritt, ist zum Erreichen einer entsprechenden Abstrahlcharakteristik notwendig, auch die dem OLED-Schichtaufbau 2 gegenüberliegende Oberfläche des Substrats 3 entsprechend zu strukturieren. In der 5a ist das durch die gestrichelte Linie angedeutet. Falls die lichtemittierende Vorrichtung dagegen als „top emitter“ OLED aufgebaut wird, kann die der OLED gegenüberliegende Seite des Substrats eine beliebige Formgebung annehmen, zum Beispiel planar sein. Im Fall einer „top emitter“ OLED kann das Substrat 3 auch nichttransparent sein und beispielsweise von einer Metallfolie oder einem Metallblech gebildet werden, in das die entsprechende Oberflächenstrukturierung eingeprägt ist.In the exemplary embodiment shown, the angles α and β are selected to be of different sizes. The result is a distribution of type A-2 with different intensities in both main directions of radiation. The substrate 3 For example, it can be made of plastic that is appropriately structured by an injection molding or a deep-drawing process. If the light-emitting device is constructed in the form of a “bottom emitter” OLED, in which the radiation passes through the substrate 3 emerges, is necessary to achieve a corresponding radiation characteristic, including that of the OLED layer structure 2 opposite surface of the substrate 3 structure accordingly. In the 5a this is indicated by the dashed line. If, on the other hand, the light-emitting device is constructed as a “top emitter” OLED, the side of the substrate opposite the OLED can assume any shape, for example be planar. In the case of a “top emitter” OLED, the substrate can 3 also be non-transparent and are formed, for example, from a metal foil or a metal sheet in which the corresponding surface structure is embossed.

In den 5b und 5c sind weitere Oberflächenstrukturierungen für lichtemittierende Vorrichtungen gezeigt, die im Zusammenhang mit dem in 5a dargestellten Ausführungsbeispiel eingesetzt werden können.In the 5b and 5c further surface structures for light-emitting devices are shown, which are used in connection with the in 5a illustrated embodiment can be used.

Insbesondere ist festzuhalten, dass die Oberfläche des Substrats 3 nicht zwingend aus verschiedenen planaren Flächen zusammengesetzt sein muss, sondern auch krummlinig begrenzte Flächen aufweisen kann. Durch die gewählte Formgebung der Oberfläche kann die Abstrahlcharakteristik in X-Richtung in weiten Grenzen variiert werden. Beispielsweise resultiert die in 5b gezeigte Geometrie in einer Intensitätsverteilung vom Typ A-2. Die Verteilung ist dabei symmetrisch zur Z-Achse und je nach Krümmungsradius und Tiefe der die Oberfläche bildenden Zylinderabschnitte kann erreicht werden, dass sich zwei voneinander getrennte Hauptstrahlungsrichtungen, von der Z-Achse geneigt in die Richtung der positiven beziehungsweise negativen X-Achse, ergeben oder eine Hauptstrahlungsrichtung in Richtung der Z-Achse, wobei das Abstrahlungsprofil gegenüber einer Lambertschen Abstrahlungsprofil jedoch keulenartig gerichtet ist. Mit einer Oberflächengeometrie wie in 5c gezeigt, kann eine Abstrahlungscharakteristik vom Typ B erreicht werden.In particular, it should be noted that the surface of the substrate 3 does not necessarily have to be composed of different planar surfaces, but can also have curvilinearly delimited surfaces. Due to the selected shape of the surface, the radiation characteristics in the X direction can be varied within wide limits. For example, the results in 5b Geometry shown in an intensity distribution of type A-2. The distribution is symmetrical to the Z-axis and, depending on the radius of curvature and depth of the cylinder sections forming the surface, it can be achieved that two separate main radiation directions, inclined from the Z-axis in the direction of the positive or negative X-axis, result or a main radiation direction in the direction of the Z-axis, the radiation profile being directed like a club compared to a Lambertian radiation profile. With a surface geometry as in 5c As shown, a radiation characteristic of type B can be achieved.

In 6a ist der Querschnitt einer weiteren lichtemittierenden Vorrichtung gezeigt.In 6a shows the cross section of another light emitting device.

Auf einem Substrat 3 ist ein OLED-Schichtaufbau 2 angeordnet. Dieser weist eine dem Substrat 3 zugewandte erste Elektrode 12, eine lichtemittierende Schicht 1 und abschließend eine zweite Elektrode 13 auf. Die lichtemittierende Schicht 1 weist dabei alternierend in die Bildebene hinein verlaufende streifenförmige erste Bereiche 10 und zweite Bereiche 11 auf. Der OLED-Schichtaufbau 2 kann weitere, hier nicht gezeigte Schichten umfassen. Wiederum wird bezüglich seines Aufbaus und geeigneter Materialien auf die Ausführungen zu 1 verwiesen.On a substrate 3 is an OLED layer structure 2 arranged. This has a to the substrate 3 facing first electrode 12th , a light emitting layer 1 and finally a second electrode 13th on. The light emitting layer 1 has alternating strip-shaped first regions running into the image plane 10 and second areas 11 on. The OLED layer structure 2 can comprise further layers not shown here. Again, with regard to its structure and suitable materials, refer to the explanations 1 referenced.

Bei dem Ausführungsbeispiel der 6a wird eine Änderung der Abstrahlcharakteristik der lichtemittierenden Vorrichtung nicht wie bei den zuvor gezeigten Ausführungsbeispielen durch die Ausrichtung der Lichtaustrittsflächen erreicht, sondern durch eine Beugung des Lichts innerhalb der lichtemittierenden Schicht 1. Zu diesem Zweck ist die lichtemittierende Schicht 1 durch die verschiedenen streifenförmigen ersten Bereiche 10 und zweiten Bereiche 11 strukturiert, wobei sich die beiden Bereiche 10 beziehungsweise 11 durch ihre Brechungszahl unterscheiden. Da in diesem Ausführungsbeispiel im Gegensatz zu den zuvor gezeigten Beispielen Beugungseffekte des Lichts bedeutsam ist, sind die Abmessungen der ersten Bereiche 10 und zweiten Bereiche 11 in X-Richtung (Streifenbreite) von der Größenordnung des von der lichtemittierenden Schicht 1 ausgestrahlten Lichtes. Die entstehenden Beugungserscheinungen sind mit der Beugung an einem Gitter vergleichbar. Innerhalb der Kavität, die durch innere und/oder äußere Grenzflächen der lichtemittierenden Vorrichtung geformt wird, bildet sich ein Intensitätsmuster aus, das gegenüber einer Vorrichtung mit einer homogenen lichtemittierenden Schicht 1 größere Intensitätsanteile parallel zur X-Achse aufweist. Entsprechend verändert sich das Abstrahlungsprofil der lichtemittierenden Vorrichtung von dem eines Lambertschen Strahlers zu einem Strahler vom Typ A-2.In the embodiment of 6a a change in the emission characteristics of the light-emitting device is not achieved, as in the exemplary embodiments shown above, by aligning the light exit surfaces, but rather by diffraction of the light within the light-emitting layer 1 . This is the purpose of the light emitting layer 1 through the various strip-shaped first areas 10 and second areas 11 structured, with the two areas 10 respectively 11 differ by their refractive index. Since, in contrast to the examples shown above, diffraction effects of the light are significant in this exemplary embodiment, the dimensions of the first regions are important 10 and second areas 11 in the X direction (strip width) of the order of magnitude of that of the light-emitting layer 1 emitted light. The resulting diffraction phenomena are comparable to diffraction on a grating. An intensity pattern is formed within the cavity, which is formed by inner and / or outer interfaces of the light-emitting device, which, in contrast to a device with a homogeneous light-emitting layer 1 has larger intensity components parallel to the X-axis. The radiation profile of the light-emitting device changes accordingly from that of a Lambertian radiator to a radiator of the A-2 type.

In 6b ist dargestellt, wie die Strukturierung der lichtemittierenden Schicht 1 während des Herstellungsprozesses erfolgen kann. Die zum Zeitpunkt der Strukturierung der lichtemittierenden Schicht 1 das Substrat 3, die erste Elektrode 10 und die lichtemittierende Schicht 1 umfassende lichtemittierende Vorrichtung wird durch eine Maske 14 mit UV-Licht 15 bestrahlt. Dort wo die UV-Strahlung 15 auf die lichtemittierende Schicht 1 auftrifft, wird deren Struktur auf molekularer Ebene verändert, beispielsweise durch eine Veränderung des Polymerisierungsgrades eines organischen Polymers in der lichtemittierenden Schicht 1. Mit der veränderten Molekularstruktur geht eine Änderung der Brechungszahl einher.In 6b is shown how the structuring of the light-emitting layer 1 can be done during the manufacturing process. The time at which the light-emitting layer is structured 1 the substrate 3 , the first electrode 10 and the light emitting layer 1 comprehensive light emitting device is through a mask 14th with UV light 15th irradiated. There where the UV radiation 15th on the light emitting layer 1 occurs, its structure is changed at the molecular level, for example by changing the degree of polymerization of an organic polymer in the light-emitting layer 1 . The changed molecular structure is accompanied by a change in the refractive index.

7 zeigt eine weitere lichtemittierende Vorrichtung in der Aufsicht. Bei dieser Ausführungsform sind auf oder in einer Lichtaustrittsschicht 4, durch die das Licht einer lichtemittierenden Schicht austritt, Streupartikel 16 angeordnet. 7th shows another light emitting device in plan view. In this embodiment are on or in a light exit layer 4th through which the light of a light-emitting layer exits, scattering particles 16 arranged.

Streupartikel sind transparente oder nichttransparente Partikel, deren Größenordnung im Bereich von einigen µm bis einigen 10 µm liegen kann. Die Partikel können innerhalb der Lichtaustrittsschicht 4 angeordnet sein oder auch ganz oder teilweise aus dieser Schicht herausragen. Die Lichtaustrittsschicht 4 kann dabei eine planare, parallel zu einem Substrat und einem OLED-Schichtaufbau liegende Schicht sein. Die Lichtaustrittsschicht 4 kann auch durch ein Substrats oder eine Passivierungsschicht für den OLED-Schichtstapel realisiert sein.Scattering particles are transparent or non-transparent particles, the size of which can be in the range from a few µm to a few 10 µm. The particles can be inside the light exit layer 4th be arranged or protrude entirely or partially from this layer. The light exit layer 4th can be a planar layer lying parallel to a substrate and an OLED layer structure. The light exit layer 4th can also be implemented by a substrate or a passivation layer for the OLED layer stack.

Die Streupartikel 16 zeichnen sich durch ein permanentes oder induzierbares elektrisches oder magnetisches, von Null verschiedenes Dipol- oder Quadropolmoment aus, durch das eine Hauptachse der Streupartikel definiert wird. Durch ein während des Herstellungsprozesses angelegtes elektrisches (E) und/oder magnetisches (B) ausgerichtetes Feld, in der 7 durch einen Vektorpfeil symbolisiert, werden die Streupartikel 16 bezüglich ihrer Hauptachse entlang einer vorgegebenen Richtung, hier der X-Achse, ausgerichtet. Beispielsweise ist es möglich, die Streupartikel in eine polymere Schicht einzubringen und vor dem Aushärten der Schicht entsprechend auszurichten. Die auf diese Weise eingefrorene Ausrichtung bleibt folglich auch ohne das ausrichtende elektrische und/oder magnetische Feld bestehen.The scatter particles 16 are characterized by a permanent or inducible electrical or magnetic, non-zero dipole or quadrupole moment, which defines a main axis of the scattering particles. Through an electric (E) and / or magnetic (B) aligned field applied during the manufacturing process, in which 7th The scattering particles are symbolized by a vector arrow 16 aligned with respect to its main axis along a predetermined direction, here the X-axis. For example, it is possible to introduce the scattering particles into a polymeric layer and to align them accordingly before the layer is cured. The alignment frozen in this way consequently remains in place even without the aligning electric and / or magnetic field.

Weiterhin zeichnen sich die Streupartikel 16 durch eine Anisotropie in ihrer Geometrie und/oder in ihrem Brechungsindex aus, sodass relativ zur Orientierung ihrer Hauptachse ein anisotropes Streuverhalten für von der lichtemittierenden Schicht ausgestrahltes Licht zu beobachten ist. Die Anisotropie in der Geometrie und/oder dem Brechungsindex der ausgerichteten Streupartikel 16 bedingt eine anisotrope Streuung des Lichtes beim Austritt aus der lichtemittierenden Vorrichtung. Je nach Streuverhalten und Grad der Anisotropie führt dieses zu einer von dem Lambertschen Abstrahlungsprofil abweichenden Abstrahlungsprofil der lichtemittierenden Vorrichtung vom Typ A-1, A-2 oder B.Furthermore, the scattering particles stand out 16 by anisotropy in their geometry and / or in their refractive index, so that an anisotropic scattering behavior for light emitted by the light-emitting layer can be observed relative to the orientation of its main axis. The anisotropy in the geometry and / or the refractive index of the aligned scattering particles 16 causes an anisotropic scattering of the light when it emerges from the light-emitting device. Depending on the scattering behavior and the degree of anisotropy, this leads to a radiation profile of the light-emitting device of type A-1, A-2 or B that deviates from the Lambertian radiation profile.

Auch Streupartikel, die kein von Null verschiedenes Dipol- oder Quadrupolmoment aufweisen, können ausgerichtet werden. Zum Beispiel können als Streupartikel 16 selbstanordnende Moleküle (self assembling molecules) eingesetzt werden, die sich während des Herstellungsprozesses unter geeigneten Bedingungen selbst ausrichten. Drüber hinaus ist es möglich, Streupartikel 16, insbesondere solche, die eine geometrische Anisotropie aufweisen, in eine dehnbare Folie einzubetten und durch Dehnen der Folie entlang einer Richtung auszurichten.Scattering particles that do not have a dipole or quadrupole moment other than zero can also be aligned. For example, can be used as scattering particles 16 self-assembling molecules are used, which align themselves under suitable conditions during the manufacturing process. In addition, it is possible to use scatter particles 16 , in particular those that have a geometric anisotropy, to be embedded in a stretchable film and to be aligned by stretching the film along one direction.

Claims

A light-emitting device comprising a carrier (7) and a plurality of light-emitting elements (8), the carrier (7) having a plurality of mutually parallel first surfaces (5) and a plurality of mutually parallel second surfaces (6) inclined to the first surfaces (5) are arranged, and wherein the light-emitting elements (8) are arranged on the first surfaces (5), wherein each of the light-emitting elements (8) - is an element that functions independently of the carrier (7) and - a substrate and an OLED layer structure with at least one having light-emitting layer.

Light emitting device according to Claim 1 , in which the light-emitting elements (8) have an OLED.

Light-emitting device according to one of the Claims 1 or 2 in which the carrier (7) is structured by prisms arranged in parallel, the first surfaces (5) and the second surfaces (6) being formed by surfaces of the prisms.